Il rappresentante giusto: 16 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

"Sollevi anche fratello?"

Per i neofiti della palestra, imparare a sollevare pesi può essere un compito arduo. Gli esercizi sembrano innaturali e ogni ripetizione non ha successo. A peggiorare le cose, si aggiungono al disagio gli spettatori che fissano dolorosamente la tua scarsa tecnica e le braccia magre.

Se questa triste scena ti assomiglia, allora il biosensore Right Rep fa per te! Per i neofiti della palestra di grande cervello che cercano di ottenere braccia grandi, il biosensore Right Rep aiuta ad assicurare che tu ottenga la giusta ripetizione ogni volta. Questo biosensore conta le ripetizioni dei bicipiti e indica se stai lavorando abbastanza duramente e stai utilizzando una gamma completa di movimento. Con Right Rep imparerai a rappresentare correttamente.

Passaggio 1: materiali e strumenti

Di seguito è riportato un elenco dei materiali e degli strumenti per questo progetto:

Materiali

1. Microprocessore Arduino Uno ($ 23,00)
2. Tagliere per pane a metà (pacco da 4 - $ 5,99)
3. Display LCD a 16 segmenti (confezione da 2 - $ 6,49)
4. Sensore EMG BItalino ($ 27,00)
5. 1 x 3 accessori per cavi ($ 21,47)
6. Cavo del sensore ($ 10,87)
7. 3 elettrodi monouso 3M pregellati (confezione da 50 - $ 20,75)
8. 4 Resistenza da 220 Ohm (confezione da 100 - $ 6,28)
9. 1 resistore da 10K Ohm (confezione da 100 - $ 5,99)
10. 1 Potenziometro (confezione da 10 - $ 9,99)
11. Cavi di collegamento (confezione da 120 - $ 6,98, include M/F, M/M e F/F)
12. Batteria da 9 V (pacco da 4 - $ 13,98)
13. 2 graffette (confezione da 100 - $2,90)
14. Stucco per montaggio scozzese ($ 1,20)
15. Manica indossabile (acquistata manica a compressione o puoi tagliare una manica da una vecchia maglietta)

Totale: $ 162,89 (questo è semplicemente il totale dei prezzi sopra. Il prezzo per unità per ogni componente dovrebbe essere molto inferiore)

Utensili

Computer con capacità di codifica Arduino

Passaggio 2: preparazione e sfondo

Prima di iniziare a cablare il circuito Right Rep, è importante dedicare del tempo per conoscere i potenziali d'azione e alcuni circuiti di base. I muscoli scheletrici hanno due proprietà fondamentali, sono eccitabili e contraibili. Significato eccitabile rispondono allo stimolo e significato contrattabile sono in grado di produrre tensione. Ogni volta che sollevi un peso, le fibre muscolari sono eccitate a causa di piccole tensioni attraverso il muscolo chiamate potenziali d'azione. Il Right Rep monitora questi potenziali d'azione utilizzando un sensore dell'elettromiogramma (EMG) per garantire che i muscoli lavorino a pieno regime. Maggiori informazioni sui sensori EMG sono disponibili qui.

L'esperienza nel cablaggio di circuiti elettrici dovrebbe essere sufficiente per lo scopo di questo intrattabile. Per realizzare il biosensore Right Rep, dovrai collegare alcuni dispositivi al circuito. I dispositivi principali sono il microprocessore Arduino Uno, il display a cristalli liquidi (LCD) a 16 segmenti, il sensore EMG BITalino e il goniometro fatto in casa.

Il microprocessore Arduino Uno è un computer che funge da "cervello" del sistema. Il display LCD utilizza un display a 16 segmenti per indicare le ripetizioni. Il sensore EMG misura i potenziali d'azione come sopra indicato. Infine, il goniometro fatto in casa utilizza un potenziometro rotante per misurare una gamma completa di movimento. Lo fa misurando una tensione di uscita variabile data dalla variazione della resistenza del potenziometro.

Dopo che il sistema è stato costruito, deve essere fornito con il codice. Questo progetto utilizza il codice Arduino. Prima di iniziare questo progetto dovresti familiarizzare con la libreria LCD e altri utili codici Arduno trovati qui. Il codice che abbiamo usato per questo progetto si trova su GitHub. Il codice può essere scaricato e utilizzato per il proprio progetto in qualsiasi momento.

Passaggio 3: sicurezza

Avvertimento!

Il biosensore Right Rep non è un dispositivo medico e non deve essere utilizzato come sostituto della strumentazione medica. Consultare il proprio medico in merito all'esercizio e al sollevamento di pesi elevati prima di utilizzare il biosensore Right Rep.

Right Rep è un dispositivo elettrico che può provocare scosse elettriche. Pertanto, per garantire che Right Rep sia sicuro per tutti, dovrebbero essere implementate le seguenti precauzioni di sicurezza.

Ecco alcuni suggerimenti per la sicurezza elettrica da seguire:

• L'alimentazione deve essere scollegata quando si modificano i circuiti.
• Non modificare i circuiti con la pelle bagnata o rotta
• Tenere tutti i fluidi e altri materiali conduttivi lontano dal circuito
• Non utilizzare dispositivi elettrici durante i temporali o in altri casi in cui gli sbalzi di tensione hanno un tasso di incidenza superiore al normale.
• Questo sistema utilizza un sensore EMG e elettrodi. Assicurati di seguire il corretto posizionamento degli elettrodi e le linee guida di sicurezza che trovi qui.
• Collegare tutti i componenti a terra. Ciò garantisce che non vi sia alcuna corrente di dispersione che può provenire dal dispositivo verso di te.

L'elettricità è pericolosa, seguendo queste precauzioni di sicurezza assicurati che la tua esperienza difficile sarà piacevole e priva di pericoli.

Passaggio 4: suggerimenti e suggerimenti:

I biosensori possono essere cose volubili, un secondo le cose funzionano, il secondo dopo le cose falliscono miseramente. Di seguito sono riportati alcuni suggerimenti e suggerimenti per far funzionare correttamente il sensore Right Rep.

Risoluzione dei problemi:

• Se il display LCD conta le ripetizioni quando non avviene la contrazione, assicurati che gli elettrodi siano fissati saldamente al soggetto utilizzando del nastro adesivo. Ciò riduce gli artefatti da movimento indesiderato. Se il primo non funziona ancora, prendi in considerazione la modifica della soglia EMG nel codice Arduino.
• La gamma di movimento varia tra ciascun utente. Ciò potrebbe far sì che una ripetizione a una gamma completa di movimento non venga conteggiata. Per tenere conto della variabilità, regolare la soglia del goniometro per tenere conto di questo cambiamento.
• LCD da oscurare? Prova ad aumentare la luminosità cambiando la resistenza sul pin "Vo". Oppure prova questo esempio per assicurarti che funzioni correttamente.
• Se Arduino sta perdendo potenza, controlla se la batteria da 9 V è scarica.
• Se tutto il resto fallisce, assicurati che tutti i cavi siano collegati correttamente e saldamente.

Suggerimenti:

• Può essere facile perdere traccia di dove vanno i fili in un circuito. Un consiglio utile sarebbe quello di stabilire una combinazione di colori ed essere coerenti in tutto il progetto. Ad esempio, utilizzando un filo rosso per la tensione positiva e utilizzando un filo nero per la terra.
• Il sollevamento è per la tua salute personale non lasciare che le opinioni degli altri influenzino il tuo allenamento!

Passaggio 5: creare un goniometro fatto in casa

Per realizzare un goniometro fatto in casa è necessario acquistare stucco per montaggio Scotch, un potenziometro rotativo e 2 graffette.

Passaggio 6: mettere tutto insieme

Per creare il goniometro raddrizzare due graffette. Quindi, avvolgere il quadrante del potenziometro con stucco di montaggio. Prendendo una delle graffette raddrizzate, inseriscila nel mastice di montaggio. Questa sarà la gamba del goniometro variabile che si muove con l'avambraccio. Per la gamba di riferimento fissare una graffetta alla base del potenziometro utilizzando stucco di montaggio. Questa gamba sarà fissata parallelamente al bicipite.

Passaggio 7: iniziare

Per costruire il circuito, inizia collegando l'alimentazione e la messa a terra dall'Arduino Uno alla proto-scheda.

Passaggio 8: aggiunta di EMG e goniometro

Collega sia l'EMG che il goniometro all'alimentazione, alla massa e a un pin analogico. Per il diagramma sopra, il piccolo sensore a sinistra rappresenta l'EMG e il potenziometro rappresenta il goniometro. Prendi nota in quale pin si trova ciascun sensore, abbiamo l'EMG in A0 e il goniometro in A1.

Passaggio 9: aggiunta di uscite LED

Collega due LED a massa e un pin digitale. Un LED indica quando una ripetizione è completata e l'altro LED indica quando una serie è completata. Prendi nota del pin digitale in cui si trova ciascun LED per la parte di codifica. Abbiamo un LED che va al pin 8 e l'altro che va al pin 9. Ciascun LED deve essere collegato a terra utilizzando un resistore da 220 Ohm.

Passaggio 10: aggiunta di un'uscita per display digitale

Per aggiungere il display digitale, seguire attentamente il cablaggio fornito sopra. Un divisore di resistori attraversa il terzo pin da sinistra. Un resistore da 10K Ohm va dalla potenza anche a detto pin e un resistore da 220Ohm va dallo stesso pin a terra.

Passaggio 11: aggiunta di un pulsante

Posiziona un pulsante sulla lavagna fotografica come mostrato nell'immagine sopra. Alimentare il pulsante e metterlo a terra utilizzando una resistenza da 220 Ohm. Esegui l'output del pulsante in un pin digitale (abbiamo usato il pin 7).

Passaggio 12: montaggio del goniometro e degli attacchi dei cavi

Una volta completata la costruzione del goniometro, sei pronto per attaccare il goniometro al manicotto di compressione. Questo viene fatto intrecciando le graffette raddrizzate nel manicotto di compressione. Per la gamba variabile del goniometro, attaccata al quadrante del potenziometro, intrecciare la graffetta parallelamente all'avambraccio. Allo stesso modo, per la gamba di riferimento, collegata alla base del potenziometro, intrecciare la graffetta parallelamente al bicipite.

Successivamente, per collegare il goniometro nel circuito, utilizzare 9 cavi jumper da femmina a maschio. I due lati del potenziometro sono collegati all'alimentazione e alla massa. Il lato singolo del potenziometro è collegato all'ingresso analogico A1.

Passaggio 13: posizionamento degli elettrodi EMG

Per integrare il sensore EMG BItalino ad Arduino, il primo passo è il corretto posizionamento degli elettrodi. Saranno necessari 3 elettrodi. Due elettrodi sono posizionati lungo la pancia del muscolo bicipite e uno è posizionato sull'osso del gomito. Per collegare questi elettrodi al Bitalino ci sono i fili rosso, bianco e nero. Il cavo bianco è attaccato all'elettrodo sul gomito. I cavi rosso e nero sono attaccati agli elettrodi sulla pancia del muscolo bicipite. Nota: il cavo rosso è collegato più in alto sul bicipite e il cavo nero è collegato in basso sul bicipite. Infine, per collegare il sensore EMG ad Arduino, collegare i fili rosso e nero all'alimentazione e alla massa. Il filo viola dovrebbe andare nel pin analogico A0.

Passaggio 14: codifica del biosensore Rep destro

Ora che il circuito è completo, è pronto per il caricamento del codice. Il codice allegato è il codice completo utilizzato per completare questo progetto. L'immagine sopra come esempio di come dovrebbe apparire il codice una volta aperto. Quando il codice funziona correttamente, si verificherà quanto segue:

1. I segnali EMG e goniometro vengono letti utilizzando la funzione analogRead().

2. Utilizzando un'istruzione if(), il programma verifica se i segnali EMG e goniometro sono maggiori delle rispettive soglie. Se entrambi i segnali sono maggiori, viene aggiunta una ripetizione al display LCD e il LED verde si accende indicando che una ripetizione è stata completata. Se entrambi i segnali non raggiungono la loro soglia, il LED si spegne e non viene conteggiata alcuna ripetizione.

3. Il segnale invia velocemente il punto dati, quindi c'è una riga di codice che controlla quanto tempo è passato tra le ripetizioni. Se è trascorso mezzo secondo dalla ripetizione precedente, verrà conteggiata una nuova ripetizione purché le soglie EMG e del goniometro siano soddisfatte.

4. Successivamente, il codice verifica se il numero di ripetizioni completate è maggiore o uguale al numero di ripetizioni per serie (impostiamo questo valore a 10 ripetizioni per serie). Se il numero di ripetizioni è maggiore o uguale a questo valore, il LED blu si accende indicando che il set è stato completato.

5. Infine, il codice controlla se il pulsante viene premuto. Se il pulsante viene premuto, il conteggio delle ripetizioni viene riportato a 0 e il display LCD viene aggiornato di conseguenza.

Per accedere a questo codice in GitHub, fai clic QUI!

Passaggio 15: SCHEMA DELL'AQUILA REP. DESTRA

Ecco uno schema dell'aquila dello stesso circuito costruito nei passaggi precedenti. Tutti i componenti, a parte il display LCD, sono semplici da cablare. Un promemoria per il display LCD: seguire attentamente i fili mostrati nello schema. Sebbene i pin digitali a cui va ogni cavo non siano fissi, ti consigliamo di utilizzare la configurazione che abbiamo usato per semplicità. Se i pin non corrispondono al filo specificato nel codice, il programma non funzionerà correttamente. Potrebbe essere necessario ricontrollare due volte o tre volte che tutto sia dove dovrebbe essere.

Fase 16: ULTERIORI IDEE

Un'idea che abbiamo per promuovere il software è aggiungere diverse fasi al display. Queste frasi dipenderebbero dai dati che entrano nel programma. Ad esempio, una volta che il conteggio delle ripetizioni è a una o due ripetizioni dalla fine della serie, il display LCD potrebbe leggere "Quasi fatto" o "Ancora qualche altra!". Un altro esempio potrebbero essere i messaggi dipendenti dal tempo. Se dt non raggiunge il tempo minimo tra le ripetizioni, il display potrebbe leggere "rallenta".

Un'altra idea software potrebbe essere una funzione di autocalibrazione. Invece di dover controllare il monitor seriale per trovare una soglia appropriata, il codice potrebbe trovarlo per te. Il livello di codifica richiesto per questo è semplicemente al di là delle nostre attuali conoscenze, motivo per cui è solo un'idea ulteriore.

Un aggiornamento per l'hardware potrebbe essere l'utilizzo di un potenziometro per il display LCD invece di un divisore di resistenza. Il pin attraverso il quale passa il divisore resistivo controlla la luminosità del testo sul display. L'uso di un potenziometro consentirebbe all'utente di attenuare la luminosità con un quadrante invece di avere un livello di luminosità fisso.